膜脱盐过程中离子迁移规律及膜改性抗污染研究

发布时间：2024-04-19 20:52

　　淡水资源短缺是目前全世界所面临的巨大挑战之一。海水和苦咸水淡化及废水回用是解决淡水资源短缺的有力手段。膜法淡化相对传统热式淡化具有出水品质高、能耗低、对环境影响小等优势。目前,反渗透(RO)海水淡化已代替热式淡化成为目前发展最快、市场占有比最高的海水淡化技术。然而RO的应用存在溶液盐度上限,限制了其对高盐度水的处理。以渗透压为驱动力的正渗透(FO)膜具有低能耗、低污染趋势的特点,在高盐度水处理中具有良好的应用前景。同时,高通量、高除盐率聚酰胺复合(TFC)膜的出现极大地促进了RO和FO膜的发展,已成为评价其他膜材料效能的标准。然而聚酰胺TFC膜结构及表面性质同时也导致其在实际应用中存在一些不可避免的问题,如FO过程中的离子交换现象、内浓差极化(ICP)问题和TFC膜表面的易污染问题。本文针对这些问题,对离子交换现象进行深入研究,从调控膜结构和膜表面性质入手,制备新型膜及改性膜材料,解决ICP问题,缓解膜表面污染现象,提升膜的水处理效能。为了评价商品FO膜在实际水处理过程中的性能,首先系统地研究了水中离子种类和离子强度对离子在TFC正渗透膜中迁移规律的影响。通过在膜两侧料液和汲取液中设计...

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－２?２００９年全球脱盐技术总量分布［２０］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｇｌｏｂａｌ?ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ?ｃａｐａｃｉｔｙ?ｂｙ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｉｎ?２００９［２０１??

賞到２０世纪５０?：年代，热式脱盐才被应用于给水厂［８］６多效蒸馏（ｍｕｌｔｉ－ｅｆｆｅｃｔ??ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；?ＭＥＤ）是最古老的脱盐方式之一，首先被应用于中东地区进行海水??淡化［２１］。ＭＥＤ工作原理如图１－３所示：前一单元中的海水受热后产生蒸汽进入??下一单元，....

图１－５膜孔分布和溶质截留情况［８］??Ｆｉｇ．?１－５?Ｒａｎｇｅ?ｏｆ?ｎｏｍｉｎａｌ?ｐｏｒｅ?ｄｉａｍｅｔｅｒｓ?ａｎｄ?ｓｏｌｕｔｅ?ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ?ｆｏｒ??１８１??

六ｆ年代晚期，建立了第一座反渗透水厂进行苦咸水的淡化［１８］。随看膜材料的??发展，具有更高水透过性的非对称型反渗透膜被制备出，并用来实现海水的淡??化ＲＯ发展过程中脱盐能量消耗的情况如图１－６所示。??ａ）?ｂ）??２〇－ｉ?４］??３?■?２５ｔ????＾?￣?＾?：?２５?....

图１－７?ＲＯ及其他技术处理含盐水的能量消耗［４４］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｂｙ?ＲＯ?ａｎｄ?ｏｔｈｅｒ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ＾４１??

溶质在膜表面发生浓缩并超过料液本体浓度的现象被叫做浓差极化，并广泛存??在于膜分离过程中。由于ＦＯ膜材料具有非对称的结构特征和水／溶质的双向传??质现象，在ＦＯ过程中会发生特有的内浓差极化现象（ＩＣＰ）。如图１－８所示，??非对称膜具有致密活性层和多孔支撑层结构。在滲透压差的驱动....

图１－８汲取剂在非对称正渗透膜内部的浓度梯度??Ｆｉｇ．?１－８?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｇｒａｄｉｅｎｔ?ｏｆ?ｄｒａｗ?ｓｏｌｕｔｅ?ｉｎ?ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?ＦＯ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??

０００＞３００，０００??Ｓａｌｉｎｉｔｙ?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?Ｌｉｍｉｔ?（ｍｇ／Ｌ）??图１－７?ＲＯ及其他技术处理含盐水的能量消耗［４４］??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ?ｂｙ?ＲＯ?ａｎｄ?ｏｔｈｅｒ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ....

本文编号：3958363